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近年来,由于抗生素在养殖业中过度使用,诱导养殖场相关微生物产生抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs),并获得抗生素耐药性。动物粪便被认为是环境中ARGs污染的重要来源。如果ARGs被人类致病菌(Human pathogenic bacterias,HPBs)捕获,将给依赖抗生素治疗的疾病用药选择造成困难,最终威胁人类的健康。目前,堆肥被认为是减少动物粪便中ARGs进入环境的有效途径。然而,堆肥过程中,动物粪便中的ARGs可能逸散至大气环境中,对堆肥厂及周边空气环境造成污染。目前,人们对堆肥厂空气中ARGs的污染现状缺乏全面系统研究。针对以上问题,本研究对4家堆肥厂不同操作单元空气中ARGs浓度进行检测,对比分析各操作单元空气中ARGs的粒径分布特征。本研究结果为评估堆肥厂空气污染特征以及生态风险提供基础数据。首先,对不同商业堆肥厂空气中细菌的群落结构进行分析,并对I6S rDNA基因,2种HPBs基因(大肠杆菌基因Escherichia cli.、葡萄球菌基因Staphylococcus spp.),1种可移动元件基因(intI1)以及22种ARGs的浓度进行检测,包括7种β-内酰胺抗性基因(blaCARB-4、bla OXA-18、blaOXAⅠ、blaOXAⅡ、blaOXAⅢ、blaPSE、blaTEM)、10种四环素抗性基因(tetA/P、tetL、tetM、tetQ、tetS、tetT、tetW、tetG、tetX、tetZ)、4种磺胺类抗性基因(sul1、sul1、sul3、dfrA1)、1种红霉素抗性基因(ermB)。对比分析了堆肥区、包装区、办公室区和下风区以上目标基因和优势菌属的差异及关系。研究发现,在所调查的4个采样点空气中均检测到intI1和22种ARGs(tetQ除外)。包装区的ARGs浓度最高,intI1的平均浓度最高为104 copies/m3空气,相对丰度也最高为(1.78±0.49)×10-2 copies/16S rDNAcopy。这表明在堆肥过程中,动物粪便等原材料以及堆肥后的肥料中的ARGs均可以逸散到大气环境中。整体上,堆肥厂空气中的优势菌门依次为 Firmicutes,Proteobacteria,Bacteroidetes,Chloroflexi 和Actinobacteria。堆肥厂内(堆肥区、包装区、办公区)的优势菌门为Firmicutes,堆肥厂外(上风向区、下风向区)的优势菌门为Proteobacteria。利用RAD对ARGs、HPBs和细菌群落之间的关系进行分析,结果表明包装区和堆肥区空气中生物气溶胶污染状况最相似,其次是办公区、下风向区、上风向区。通过分析评估ARGs和细菌群落的共现性,表明办公区和下风向区气溶胶化的ARGs组成与堆肥区和包装区有关。本阶段研究结果表明,堆肥厂是空气中ARGs的排放源,ARGs可做为堆肥厂微生物逸散的指示污染物,有效跟踪堆肥厂生物气溶胶的迁移。空气中生物气溶胶的粒径是评估其对人体危害的重要指标。本阶段研究对堆肥厂不同操作单元空气中ARGs的粒径分布规律展开研究。结果表明,所检测ARGs的浓度整体上与粒径大小相关,目标基因浓度随着粒径的增加而增加。其中,在堆肥区、包装区和办公区空气中总细菌和ARGs的浓度分布规律并不完全一致。空气中八个粒径颗粒物负载的目标基因在包装区浓度最高,其次是堆肥区、鲜粪区、办公区、下风向区。不同操作单元的ARGs粒径分布规律有所不同,粒径大的颗粒物负载ARGs浓度高。整体上,目标基因主要沉降在人体鼻腔内。值得注意的是,鲜粪区检测出的部分目标基因(16S rDNA、addA1、blaPSE、floR、tetM、IS26)在小粒径颗粒物上浓度较高,可以沉降在人体肺部,对人体健康造成的潜在风险较高。本阶段研究结果将有助于准确评估堆肥厂空气中ARGs在人体的沉降位置以及其对工人健康造成的风险。